CN211426309U - 用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置 - Google Patents
用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN211426309U CN211426309U CN201922292174.0U CN201922292174U CN211426309U CN 211426309 U CN211426309 U CN 211426309U CN 201922292174 U CN201922292174 U CN 201922292174U CN 211426309 U CN211426309 U CN 211426309U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- angle
- prism
- illumination
- transparent glass
- compensation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Abstract
本实用新型涉及一种用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置，包括光学检测装置，光学检测装置的光路上设置有直角转像棱镜，直角转像棱镜在半导体晶粒底面侧的直角边侧下方依次设置有直角照明补偿棱镜、补偿照明光源。结构简单，从补偿照明光源上发出的光束经直角照明补偿棱镜入射到直角转像棱镜直角边上，该光束折射后入射在直角转像棱镜的斜面上不满足全反射条件，而是从该斜面上出射并透过透明玻璃载物台照明半导体晶粒的底面，实现对半导体晶粒底面的照明补偿。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置，属于光学检测和机器视觉领域。
背景技术
传统的机器视觉光学检测装置主要包含相机、成像镜头、照明光源、图像处理算法软件、电气控制、机械结构、待测物体（如半导体晶粒）等。由光源照明物体，物体通过光学成像镜头在CCD探测器面上获得物体的像，经图像采集卡，A-D转换模块将图像传输至计算机，最后通过数字图像处理技术获得所需图像信息，根据像素分布，亮度，颜色等信息，进行尺寸，形状，颜色的判别与测量，进而控制现场的设备操作。如果要同时检测单个物体的两个面，目前通用的检测方法都是一个相机占用一个工位检测一个面，如果需要同时检测两个面或以上，就需要采用多个相机占用多个工位检测，这样就造成机构安装空间大，同时需要多套机构安装模组，多套电路模组，增加了安装复杂性，降低了系统可靠性。基于单镜头单面检测技术的传统机器视觉光学检测装置存在检测效率、性价比、结构复杂等经济技术局限性。此外，在待测物体的在线检测中，由于物体在成像镜头光轴方向上的抖动，或许由于待测物体本身厚度的公差，造成不同的物体在CCD接收平面上像位置的变化而产生的清晰度的变化。通常采用有一定景深的物方远心成像镜头来解决这个问题。
为了解决以上缺点，现有技术提出了对半导体晶粒双面同时检测的光学装置，例如现有技术专利2019101574716和2019102070162。
但以上光学装置存在双面检测不等照度问题，即由于双面检测系统的两支光路虽然可以获得物方的等光程成像，但是由于两支光路经过不同数量的光学元件，不同次数的反射与折射，两支强度相等的光束到达晶粒待测表面时的照明照度将不同，从而给双面缺陷同时检测造成图像处理的困难。
为了解决现有光学装置中双面检测不等照度问题，本案由此产生。
实用新型内容
鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置，不仅结构简单，而且便捷高效。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置，包括光学检测装置，光学检测装置的光路上设置有直角转像棱镜，直角转像棱镜在半导体晶粒底面侧的直角边侧下方依次设置有直角照明补偿棱镜、补偿照明光源。
优选的，直角照明补偿棱镜斜面与半导体晶粒底面侧的直角转像棱镜直角边平行。
优选的，直角照明补偿棱镜的其中一个顶点上设置有用以直角照明补偿棱镜旋转调节角度的转轴。
优选的，补偿照明光源的中部设置有用以补偿照明光源旋转调节角度的转轴。
优选的，光学检测装置为同时对半导体晶粒正反两个表面进行光学检测的装置，包括：在垂直光路方向上自上往下依次设置含传感器CCD或CMOS的相机、远心成像镜头、外置环形照明光源、待测半导体晶粒与透明玻璃载物台、直角转像棱镜；相机和远心成像镜头朝下并设置于透明玻璃载物台的上方；直角转像棱镜的斜面朝向透明玻璃载物台且与透明玻璃载物台平行，直角转像棱镜设置于透明玻璃载物台的下方；直角转像棱镜、远心成像镜头和相机为共轴光学系统。
优选的，半导体晶粒位于直角转像棱镜左侧，直角照明补偿棱镜与补偿照明光源位于直角转像棱镜的左下方。
优选的，光学检测装置为同时对半导体晶粒相邻两个表面进行光学检测的装置，包括：在水平方向上依次设置的：水平的透明玻璃载物台、45°角的分束器和照明光源，以及上方的相机和远心成像镜头、下方的直角转像棱镜；相机和远心成像镜头朝下设置于分束器的上方；直角转像棱镜设置于透明玻璃载物台和分束器的下方，且斜面与透明玻璃载物台平行并朝向透明玻璃载物台。
优选的，半导体晶粒位于直角转像棱镜左侧，直角照明补偿棱镜与补偿照明光源位于直角转像棱镜的左下方。
优选的，光学检测装置为基于转像透镜实现半导体晶粒天面与底面同时检测的装置，包括：用于承载待检半导体晶粒的透明玻璃载物台、设置在透明玻璃载物台第一侧的两个直角面相背设置的小直角转像棱镜，以及设置在透明玻璃载物台第二侧的照明光源、远心成像镜头和相机；两个小直角转像棱镜另一直角面朝向透明玻璃载物台且与透明玻璃载物台平行；在两个小直角转像棱镜相背直角面之间设有转像透镜，该转像透镜为凸透镜；两个小直角转像棱镜组成一个大的直角转像棱镜，半导体晶粒位于两个小直角转像棱镜的左侧小直角转像棱镜直角边的上方，直角照明补偿棱镜与补偿照明光源位于该大的直角转像棱镜的左下方。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：结构简单，从补偿照明光源上发出的光束经直角照明补偿棱镜入射到直角转像棱镜直角边上，该光束折射后入射在直角转像棱镜的斜面上不满足全反射条件，而是从该斜面上出射并透过透明玻璃载物台照明半导体晶粒的底面，实现对半导体晶粒底面的照明补偿，达到等照度照明的目的。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的构造示意图。
图2为本实用新型实施例1A的构造示意图。
图3为本实用新型实施例1B的构造示意图。
图4为本实用新型实施例2的构造示意图。
图5为本实用新型实施例3的构造示意图。
具体实施方式
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
本实用新型的所有实施例如图1~5所示：
一种用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置，包括光学检测装置，光学检测装置的光路上设置有直角转像棱镜1，直角转像棱镜在半导体晶粒2底面侧的直角边侧下方依次设置有直角照明补偿棱镜3、补偿照明光源4。现有半导体晶粒双面（底面与天面，底面与侧面）缺陷同时检测的光学装置中，常规使用的照明光源有环形照明光源，外置同轴照明光源或内置同轴照明光源等。这些检测装置中普遍存在的问题是晶粒底面的照明照度比天面（或侧面）的照明照度弱10-18%。这个照度差异的主要来源是透明玻璃载物台的两表面反射损失及其玻璃材料的吸收，以及直角转像棱镜斜面的两次反射损失。为了获得两个面的等照度照明，通常需要对半导体晶粒底面进行适当的照明补偿。
在本实用新型实施例中，直角照明补偿棱镜斜面与半导体晶粒底面侧的直角转像棱镜直角边平行。
其中，如图1所示，在本实用新型实施例1中，光学检测装置为同时对半导体晶粒正反两个表面进行光学检测的装置，包括：在垂直光路方向上自上往下依次设置含传感器CCD或CMOS的相机5、远心成像镜头6、外置环形照明光源7、待测半导体晶粒与透明玻璃载物台8、直角转像棱镜；相机和远心成像镜头朝下并设置于透明玻璃载物台的上方；直角转像棱镜的斜面朝向透明玻璃载物台且与透明玻璃载物台平行，直角转像棱镜设置于透明玻璃载物台的下方；直角转像棱镜、远心成像镜头和相机为共轴光学系统。
在本实用新型实施例1中，半导体晶粒位于直角转像棱镜左侧，从照明光源发出的一支主照明光束，直接照明半导体晶粒的天面，另一支主照明光束先经过直角转像棱镜的二次反射转向后照明位于透明玻璃载物台上的待测晶粒的底面。显然，由于两路照明光束经过不同次数的反射和折射到达半导体晶粒天面与底面上的照度也不同，而且通常底面的照度比天面的照度弱10-18%。因此直角照明补偿棱镜与补偿照明光源位于直角转像棱镜的左下方，对半导体晶粒底面进行照明补偿，直角照明补偿棱镜的一个锐角为30度左右，其一直角边与水平方向成15度角；直角照明补偿棱镜角度的选取原则为从补偿照明光源上发出的光束入射到直角转像棱镜直角边上的光束折射后入射在直角转像棱镜的斜面上不满足全反射条件，而是从斜面上出射并透过透明玻璃载物台照明晶粒的底面。
如图2所示，在本实用新型实施例1A中，为了优化在晶粒天面与底面上的照明，直角照明补偿棱镜的其中一个顶点上设置有用以直角照明补偿棱镜旋转调节角度的转轴9，从而改变照明光束在晶粒底面上的入射角度获得晶粒底面最佳的散射补偿照明效果。
如图3所示，在本实用新型实施例1B中，为了优化在晶粒天面与底面上的照明，补偿照明光源的中部设置有用以补偿照明光源旋转调节角度的转轴，从而改变在晶粒底面上照明光束的角度，从而获得晶粒底面最佳的散射补偿照明效果。
实施例1A与实施例1B可以同时设置，即在使用时可以选择补偿照明光源固定调节直角照明补偿棱镜，或者直角照明补偿棱镜固定调节补偿照明光源，或者同时调节补偿照明光源与直角照明补偿棱镜，获得晶粒底面最佳的散射补偿照明效果。
如图4所示，在本实用新型实施例2中，光学检测装置为同时对半导体晶粒相邻两个表面进行光学检测的装置，包括：在水平方向上依次设置的：水平的透明玻璃载物台、45°角的分束器10和照明光源，以及上方的相机和远心成像镜头、下方的直角转像棱镜；相机和远心成像镜头朝下设置于分束器的上方；直角转像棱镜设置于透明玻璃载物台和分束器的下方，且斜面与透明玻璃载物台平行并朝向透明玻璃载物台。
在本实用新型实施例2中，半导体晶粒位于直角转像棱镜左侧，直角照明补偿棱镜与补偿照明光源位于直角转像棱镜的左下方；直角照明补偿棱镜的其中一个顶点上也可以设置有用以直角照明补偿棱镜旋转调节角度的转轴（图中未示出）；补偿照明光源的中部也可以设置有用以补偿照明光源旋转调节角度的转轴（图中未示出）。
如图5所示，在本实用新型实施例3中，光学检测装置为基于转像透镜实现半导体晶粒天面与底面同时检测的装置，包括：用于承载待检半导体晶粒的透明玻璃载物台、设置在透明玻璃载物台第一侧的两个直角面相背设置的小直角转像棱镜11，以及设置在透明玻璃载物台第二侧的照明光源、远心成像镜头和相机；两个小直角转像棱镜另一直角面朝向透明玻璃载物台且与透明玻璃载物台平行；在两个小直角转像棱镜相背直角面之间设有转像透镜12，该转像透镜为凸透镜；两个小直角转像棱镜组成一个大的直角转像棱镜，半导体晶粒位于两个小直角转像棱镜的左侧小直角转像棱镜直角边的上方，直角照明补偿棱镜与补偿照明光源位于该大的直角转像棱镜的左下方；直角照明补偿棱镜的其中一个顶点上也可以设置有用以直角照明补偿棱镜旋转调节角度的转轴（图中未示出）；补偿照明光源的中部也可以设置有用以补偿照明光源旋转调节角度的转轴（图中未示出）。
在本实用新型实施例3中，两个小直角转像棱镜与转像透镜构成的组合转像光学系统可以实现天面与底面的基本等光程成像，降低了检测系统对成像镜头大景深的要求，即使景深小于或等于晶粒的厚度。上述半导体晶粒的底面成像位于透明玻璃载物台的旁侧且接近半导体晶粒底面的水平位置上，可以通过调节转像透镜与两个小直角转像棱镜直角面的距离，来调节该半导体晶粒的底面成像位置K，通过半导体晶粒的底面成像位于透明玻璃载物台的旁侧且接近半导体晶粒底面的水平位置上，即可以降低检测系统对成像镜头大景深的要求，降低成像镜头的成本，也降低了拍摄的难度和图像处理的难度。上述直角转像棱镜与转像透镜构成的组合转像光学系统，当半导体晶粒的底面位于组合转像光学系统的物方两倍焦点位置上时，在像方两倍焦点位置上得到半导体晶粒底面的实像且横向放大倍率为1倍；半导体晶粒天面及底面的二次像分别经过远心成像镜头最终在相机传感器的左半区域与右半区域形成天面及底面的实像。
一种用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置的补偿方法，按以下步骤进行：从补偿照明光源上发出的光束经直角照明补偿棱镜入射到直角转像棱镜直角边上，该光束折射后入射在直角转像棱镜的斜面上不满足全反射条件，而是从该斜面上出射并透过透明玻璃载物台照明半导体晶粒的底面，实现对半导体晶粒底面的照明补偿。
本实用新型除了可以对半导体晶粒进行检测时的照明补偿，同时也可以对其它放置在透明玻璃载物台上的物体底面进行检测时的照明补偿。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可以得出其他各种形式的用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置。凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置，包括光学检测装置，光学检测装置的光路上设置有直角转像棱镜，其特征在于：直角转像棱镜在半导体晶粒底面侧的直角边侧下方依次设置有直角照明补偿棱镜、补偿照明光源。
2.根据权利要求1所述的用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置，其特征在于：直角照明补偿棱镜斜面与半导体晶粒底面侧的直角转像棱镜直角边平行。
3.根据权利要求1所述的用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置，其特征在于：直角照明补偿棱镜的其中一个顶点上设置有用以直角照明补偿棱镜旋转调节角度的转轴。
4.根据权利要求1所述的用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置，其特征在于：补偿照明光源的中部设置有用以补偿照明光源旋转调节角度的转轴。
5.根据权利要求1-4任一所述的用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置，其特征在于：光学检测装置为同时对半导体晶粒正反两个表面进行光学检测的装置，包括：在垂直光路方向上自上往下依次设置含传感器CCD或CMOS的相机、远心成像镜头、外置环形照明光源、待测半导体晶粒与透明玻璃载物台、直角转像棱镜；相机和远心成像镜头朝下并设置于透明玻璃载物台的上方；直角转像棱镜的斜面朝向透明玻璃载物台且与透明玻璃载物台平行，直角转像棱镜设置于透明玻璃载物台的下方；直角转像棱镜、远心成像镜头和相机为共轴光学系统。
6.根据权利要求5所述的用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置，其特征在于：半导体晶粒位于直角转像棱镜左侧，直角照明补偿棱镜与补偿照明光源位于直角转像棱镜的左下方。
7.根据权利要求1-4任一所述的用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置，其特征在于：光学检测装置为同时对半导体晶粒相邻两个表面进行光学检测的装置，包括：在水平方向上依次设置的：水平的透明玻璃载物台、45°角的分束器和照明光源，以及上方的相机和远心成像镜头、下方的直角转像棱镜；相机和远心成像镜头朝下设置于分束器的上方；直角转像棱镜设置于透明玻璃载物台和分束器的下方，且斜面与透明玻璃载物台平行并朝向透明玻璃载物台。
8.根据权利要求7所述的用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置，其特征在于：半导体晶粒位于直角转像棱镜左侧，直角照明补偿棱镜与补偿照明光源位于直角转像棱镜的左下方。
9.根据权利要求1-4任一所述的用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置，其特征在于：光学检测装置为基于转像透镜实现半导体晶粒天面与底面同时检测的装置，包括：用于承载待检半导体晶粒的透明玻璃载物台、设置在透明玻璃载物台第一侧的两个直角面相背设置的小直角转像棱镜，以及设置在透明玻璃载物台第二侧的照明光源、远心成像镜头和相机；两个小直角转像棱镜另一直角面朝向透明玻璃载物台且与透明玻璃载物台平行；在两个小直角转像棱镜相背直角面之间设有转像透镜，该转像透镜为凸透镜；两个小直角转像棱镜组成一个大的直角转像棱镜，半导体晶粒位于两个小直角转像棱镜的左侧小直角转像棱镜直角边的上方，直角照明补偿棱镜与补偿照明光源位于该大的直角转像棱镜的左下方。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922292174.0U CN211426309U (zh) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | 用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922292174.0U CN211426309U (zh) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | 用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211426309U true CN211426309U (zh) | 2020-09-04 |
Family
ID=72246839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201922292174.0U Active CN211426309U (zh) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | 用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211426309U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115128099A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-09-30 | 苏州高视半导体技术有限公司 | 晶圆缺陷检测方法、晶圆缺陷检测设备及其拍摄装置 |
-
2019
- 2019-12-19 CN CN201922292174.0U patent/CN211426309U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115128099A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-09-30 | 苏州高视半导体技术有限公司 | 晶圆缺陷检测方法、晶圆缺陷检测设备及其拍摄装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110987964B (zh) | 获得半导体晶粒相对两面光学检测完全等照度照明的方法 | |
| CN109765234A (zh) | 同时对物体正反两个表面进行光学检测的装置及方法 | |
| CN209803004U (zh) | 同时对物体正反两个表面进行光学检测的装置 | |
| US8040502B2 (en) | Optical inspection of flat media using direct image technology | |
| CN102621160B (zh) | 平板玻璃异物检测装置及检测方法 | |
| TW200839227A (en) | Automatic inspection system for flat panel substrate | |
| CN111044524B (zh) | 实现半导体晶粒相对两表面等光程成像的光学检测装置及方法 | |
| CN110927175B (zh) | 实现物体相邻两面等照度照明与等光程成像的检测装置及方法 | |
| CN211426309U (zh) | 用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置 | |
| CN110849886A (zh) | 基于转像透镜实现半导体晶粒天面与底面同时检测的装置及方法 | |
| CN110849888A (zh) | 用于半导体晶粒双面缺陷同时检测的照明补偿装置及方法 | |
| WO2012102603A1 (en) | Multiple scan single pass line scan apparatus for solar cell inspection and methodology thereof | |
| CN211426310U (zh) | 实现物体相邻两面等照度照明与等光程成像的检测装置 | |
| CN211741108U (zh) | 获得半导体晶粒相对两面光学检测完全等照度照明的装置 | |
| CN211426306U (zh) | 基于转像透镜实现半导体晶粒天面与底面同时检测的装置 | |
| KR101969232B1 (ko) | 측면 비전 장치 | |
| TWI687672B (zh) | 光學檢測系統及影像處理方法 | |
| CN110806410A (zh) | 对半导体晶粒天面与侧面同时进行检测的光学装置及方法 | |
| CN111157543A (zh) | 基于时间差分辨的晶粒双面完全等光程共焦成像检测方法 | |
| CN211426290U (zh) | 对半导体晶粒天面与侧面同时进行检测的光学装置 | |
| CN114791431A (zh) | 一种实现半导体晶粒行进方向上前后两端面成像检测的装置与方法 | |
| CN114390152A (zh) | 检测微小凹凸的接触式图像传感器及应用 | |
| CN109813223B (zh) | 同时对物体相邻两个表面进行光学检测的装置及方法 | |
| CN209894114U (zh) | 同时对物体相邻两个表面进行光学检测的装置 | |
| CN115561128B (zh) | 实现半导体晶粒两端面非同步成像检测装置与方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |